靜電場總復習(題型歸類)

1、高二物理（選修31）第一章靜電場總復習ABABCOEBEAEC點電荷的場強、電場強度的迭加【例1】圖中邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點處的場強大小和方向。靜電力做功、電勢、電勢能、電勢差【例2】 如圖所示，將一個電荷量為q = +310-10C的點電荷從電場中的A點移到B點的過程中，克服電場力做功610-9J。已知A點的電勢為A= - 4V，求B點的電勢和電荷在B點的電勢能。+ABFv例1 如圖中虛線表示等勢面，相鄰兩等勢面間電勢差相等。有一帶正電的粒子在電場中運動，實線表示該帶正電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，粒子在a點的動能為20

2、 eV，運動到b點時的動能為2 eV。若取c點為零勢點，則當粒子的電勢能為一6 eV時，它的動能是（ ）A. 16 eV B. 14 eV C. 6 eV D. 4 eV8. 某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點，電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示，可以判定（ ）A. 粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度B. 粒子在A點的動能小于它在B點的動能C. 粒子在A點的電勢能小于它在B點的電勢能D. 電場中A點的電勢低于B點的電勢電場線、等勢面abcPQ【例3】 abcPQ靜電平衡【例4】如圖所示，在孤立點電荷Q形成的電場中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面

3、內，試在圓盤內作出由盤上感應電荷形成的附加電場的三條電場線(用實線表示，要求嚴格作圖)【例5】將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，如圖所示，說法正確的有()答案CAA往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向 BA和B的位置都不變CA的位置不變，B往右偏離豎直方向 DA往左偏離豎直方向，B的位置不變例2 如圖所示，在真空中，兩條長為60 cm的絲線一端固定于O點，另一端分別系一質量均為0.1g的小球A和B。當兩小球帶相同的電荷量時，A球被光滑的絕緣擋板擋住，且使OB線保持與豎直方向成60?角而靜止。求：（1）小球所帶

4、電荷量； （2）OB線受到的拉力。 電容器【例6】絕緣金屬平行板電容器充電后，靜電計的指針偏轉一定角度，若減小兩極板a、b間的距離，同時在兩極板間插入電介質，如圖183所示，則()A電容器的電勢差會減小 B電容器的電勢差會增大C靜電計指針的偏轉角度會減小 D靜電計指針的偏轉角度會增大【例7】如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)以下說法正確的是()A 若將上板A向左平移一小段位移,則油滴向下加速運動, G中有ab的電流B 若將上板A向上平移一小段位移,則油滴向下加速運動, G中有ba的電流C 若將下板B

5、向下平移一小段位移,則油滴向上加速運動, G中有ba的電流D若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G中無電流通過例3 如圖所示，用電池對電容器充電，電路a、b之間接有一靈敏電流表，兩極板之間有一個電荷q處于靜止狀態(tài)?，F將兩極板的間距變大，則（ ）A. 電荷將向上加速運動B. 電荷將向下加速運動C。電流表中將有從a到b的電流D。電流表中將有從b到a的電流 帶電粒子在電場中的運動【例8】如圖所示，在點電荷Q的電場中有A、B兩點，將質子和粒子分別從A點由靜止釋放，到達B點時，它們的速度大小之比為多少？【例9】一束電子流在經U5 000 V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進入平行板間的勻強電場，

6、如圖所示若兩板間距離d1.0 cm，板長l5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最大能加多大電壓？【例10】如圖所示，長L0.20 m的絲線的一端拴一質量為m1.0104 kg、帶電荷量為q1.0106 C的小球，另一端連在一水平軸O上，絲線拉著小球可在豎直平面內做圓周運動，整個裝置處在豎直向上的勻強電場中，電場強度E2.0103 N/C.現將小球拉到與軸O在同一水平面的A點上，然后無初速地將小球釋放，取g10 m/s2.求：(1)小球通過最高點B時速度的大小(2)小球通過最高點時，絲線對小球的拉力大小例4 如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質量為m、電荷量為q的離子，從靜止經加

7、速電壓U1加速后，獲得速度vo，并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉電壓U2作用后，以速度v離開電場。已知平行板長為l，兩板間距離為d，（重力忽略不計） 求：（1）vo的大?。?（2）離子在偏轉電場中運動的時間t；（3）離子在偏轉電場中受到的電場力的大小F；（4）離子在偏轉電場中的加速度；。（5）離子在離開偏轉電場時的橫向速度vx； （6）離子在離開偏轉電場時的速度vy的大小；（7）離子在離開偏轉電場時的橫向偏移量y； （8）離子離開偏轉電場時的偏轉角的正切值tan。例5 如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N。今有一帶電質點，自A板

8、上方相距d的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一直線上），空氣阻力忽略不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回。若保持兩極間的電壓不變，則： 把A板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落后仍能返回 把A板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 把B板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落后仍能返回 把B板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落，以上判斷正確的是（ ）A. B. C. D. 例6 如圖所示，M、N是水平放置的一對金屬板，其中M板中央有一個小孔O，板間存在豎直向上的勻強電場。AB是一長9L的輕質絕緣細桿，在桿上等間距地固定著l0個完全相同

9、的帶正電小球，每個小球的電荷量為q、質量為m，相鄰小球距離為L現將最下端小球置于O處，然后將AB由靜止釋放，AB在運動過程中始終保持豎直。經觀察發(fā)現，在第4個小球進入電場到第5個小球進入電場這一過程中AB做勻速運動。求：（1）兩板間電場強度E；（2）上述勻速運動過程中速度v的大小。例7 如圖所示，在x0的空間中，存在沿x軸正方向的勻強電場E；在xEBECC如果A、C和球心在一條直線上，則A、C兩點的場強方向相同DB點場強方向指向球心8在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是()A用取電棒(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內壁接觸一下后再跟

10、A接觸B用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸 C用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連，再把取電棒與B的內壁接觸D使驗電器A靠近B9如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中導體處于靜電平衡時，下列說法正確的是()AA、B兩點場強相等，且都為零 BA、B兩點場強不相等C感應電荷產生的附加電場EAEB D當電鍵S閉合時，電子從大地沿導線向導體移動10如圖所示，A、B為兩個帶等量異號電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間，則下列敘述正確的是()AC棒的電勢一定高于D棒的電勢B若用導線將C棒的x端與D棒的y端連接起來的瞬間，將有從y流向x的電子流C若將B球接地

11、，B所帶的負電荷全部流入大地 D若將B球接地，B所帶的負電荷還將保留一部分11如圖所示，C為中間插有電介質的電容器，a和b為其兩極板，a板接地P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導線相連，Q板接地開始時懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉了角度.在以下方法中，能使懸線的偏角變大的是()A縮小a、b間的距離 B加大a、b間的距離C取出a、b兩極板間的電介質 D換一塊形狀大小相同、介電常數更大的電介質KMN12在平行板電容器正中有一個帶電微粒。K閉合時，該微粒恰好能保持靜止。在以下兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運動打到上極板？保持K閉合；K

12、MN充電后將K斷開； A.上移上極板M B.上移下極板N C.左移上極板M D.把下極板N接地13如圖1(a)所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖(b)所示的電壓t0時，Q板比P板電勢高5 V，此時在兩板的正中央M點放一個電子，速度為零，電子在靜電力作用下運動，使得電子的位置和速度隨時間變化假設電子始終未與兩板相碰在0t81010 s的時間內，這個電子處于M點的右側，速度方向向左且大小逐漸減小的時間是() 答案DA0t21010 s B21010 st41010 sC41010 st61010 s D61010 stEA，所以粒子的加速度aBaA。由定性畫出的等勢面并根據沿電場線

13、方向電勢降低，可知電勢AB，由粒子運動軌跡的彎曲趨向可知電場力做正功，所以動能、電勢能的變化情況為EKBEKA，EBEA，選項B正確。9(1) (2) 均為 提示：當加速度a=0時，設A、B間的距離為,根據平衡條件 A、B運動的距離均為 10. ACD解析：水平放置的金屬板在Q的電場中處于靜電平衡，它是一個等勢體，也就是說它表面的電場線處處與表面垂直，由于表面絕緣，故帶電小球在其表面上滑動時，電量不變，但電場力不做功，故小球作勻速直線運動所以A、C、D選項正確112d； 提示：取B球為研究對象，當A、B相距為d時，B受A的庫侖力作用，則有 - 當A、B相距為r時，有：- 由、得：r2d 根據能

14、量守恒定律，電勢能減小量等于帶電小球B動能的增加量，即 12. C 解析：若A、B帶等量同種電荷，則碰撞后兩球帶電量不變，下落過程中重力做正功，電場力做負功，回跳時重力做負功，電場力做正功。由能量守恒定律得hH；若A、B帶等量異種電荷，則碰撞過程中重力做正功，電場力做正功，回跳過程中需克服重力做功。 故hH 13. 負電荷、負電荷、：l：。 解析：（1）由于三個點電荷的存在，使每個點電荷皆受三個庫侖力的作用而平衡。若q2為正電荷，對q2而言，q1和q3必為同性電荷，但對三者而言，要求每個電荷都處于平衡態(tài)，則q1與q3必為負電荷。（2）由庫侖定律和平衡條件知：對q1： 對q3： 由式得 由式得

15、由兩式得 q1：q2：q3：l：。14. 解析：（1）根據得 M點的場強（2）電荷q從M點移到N點，電場力做功 這一過程中電場力做負功則電勢能增加15. 解析：（1）小滑塊從C到B的過程中，只有重力和電場力對它做功，設滑塊通過B點時的速度為vB，根據動能定理有：，解得（2）小-滑塊在AB軌道上運動中，所受摩擦力為f=mg.小滑塊從C經B到A的過程中，重力做正功，電場力和摩擦力做負功。設小滑塊在水平軌道上運動的距離（即A,B兩點間的距離）為L，則根據動能定理有：,解得16. 解析： A點電勢比B點低5000V 解析：由動能定理 17. 解析：（1）兩極間不加電壓時，粒子做平拋運動水平方向上：L=

16、vt 豎直方向上： 當兩極間加上電壓U時，粒子做勻變速曲線運動，即水平方向上：L=vt 豎直方向上： 由、得a=g（方向向上）由牛頓運動定律得，（2）由、式可得 18解:：分析A：由平衡條件得： 方向為水平向左 19解：(1) 因為由A到B過程中電場力做正功,所以電勢能減小 (2)由動能定理得: (3) 在最低點由牛頓第二定律得: 20解:（1）求粒子在偏轉電場中的偏轉位移y 電子運動的時間為：- 電子在偏轉電場中的加速度為:- 偏轉位移-聯立以上各式得 （2）求偏轉角 mgEqF21解:珠子所受電場力和重力的合力與圓環(huán)的交 點位置即為速度最大的位置， 由最低點到速度最大的位置過程中，根據動能

17、定理得 - 由得最大速度為 mgEqF22解：（1）電容器所帶電量為Q, QU=E 電容為 （2）轉移的電子數為個23解：（1）微粒只在重力和電場力作用下沿AB方向運動，由直線運動條件可知微粒受電場力一定向左，重力和電場力的合力必與微粒的運動方向相反，微粒做勻減速運動。（2）因為粒子帶正電，所以電場強度方向為水平向左，由力的合成知識得 （3）微粒由A運動到B時的速度時，微粒進入電場時的速度最小，設粒子的最小速度為， 由 得 最小速度24解：（1）由動能定理得 (2) 射線在A、B間電場中被加速，除平行于電場線的電子流外，其余均在電場中偏轉，其中和鉛屏A平行的電子流在縱向偏移距離最大設為r (相

18、當于平拋運動水平射程)。 -， - 圓面積- 由上述三式得 ，即在熒光屏的發(fā)光面積為25解：質點將在豎直方向做豎直上拋運動，加速度a1=g；在水平方向做勻加速直線運動加速度為a2，由牛頓第二定律得 （1）設相對于ab的高度為H 在水平方向： - 在豎直方向上：- 解得 最大高度 ，最高點距右板的距離- 將代入得（2）粒子到達b板時豎直速度為 粒子到達b板時水平速度為 速度大小為：； 速度方向與水平方向的夾為 附錄資料：不需要的可以自行刪除鍋爐知識第一章 鍋爐基礎知識第一節(jié) 概述一 鍋爐的工作過程： 鍋爐是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業(yè)生產中的余熱傳遞給容器內的水，使水達到所需要的溫度（熱水

19、）或一定壓力蒸汽的熱力設備。它是由“鍋”（即鍋爐本體水壓部分）、“爐”（即燃燒設備部分）、附件儀表及附屬設備構成的一個完整體。鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行，水進入鍋爐以后，在汽水系統(tǒng)中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。“鍋”與“爐”一個吸熱，一個放熱，是密切聯系的一個整體設備。鍋爐在運行中由于水的循環(huán)流動，不斷地將受熱面吸收的熱量全部帶走，不僅使水升溫或汽化成蒸汽，而且使受熱面得到良好的冷卻，從而保證了鍋爐受

20、熱面在高溫條件下安全的工作。二 鍋爐參數：鍋爐參數對蒸汽鍋爐而言是指鍋爐所產生的蒸汽數量、工作壓力及蒸汽溫度。對熱水鍋爐而言是指鍋爐的熱功率、出水壓力及供回水溫度。蒸發(fā)量（D）蒸汽鍋爐長期安全運行時，每小時所產生的蒸汽數量，即該臺鍋爐的蒸發(fā)量，用“D”表示，單位為噸/小時（t/h）。（二）熱功率（供熱量Q）熱水鍋爐長期安全運行時，每小時出水有效帶熱量。即該臺鍋爐的熱功率，用“Q”表示，單位為兆瓦（MW），工程單位為104千卡/小時（104Kcal/h）。（三） 工作壓力工作壓力是指鍋爐最高允許使用的壓力。工作壓力是根據設計壓力來確定的，通常用MPa來表示。（四） 溫度溫度是標志物體冷熱程度的一

21、個物理量，同時也是反映物質熱力狀態(tài)的一個基本參數。通常用攝氏度即“t ”。鍋爐銘牌上標明的溫度是鍋爐出口處介質的溫度，又稱額定溫度。對于無過熱器的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指鍋爐額定壓力下的飽和蒸汽溫度；對于有過熱氣的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指過熱氣出口處的蒸汽溫度；對于熱水鍋爐，其額定溫度是指鍋爐出口的熱水溫度。第二節(jié) 鍋爐的分類和規(guī)格型號一 鍋爐的分類由于工業(yè)鍋爐結構形式很多，且參數各不相同，用途不一，故到目前為止，我國還沒有一個統(tǒng)一的分類規(guī)則。其分類方法是根據所需要求不同，分類情況就不同，常見的有以下幾種。1 按鍋爐的工作壓力分類低壓鍋爐：P2.5MPa；中壓鍋爐：P=2.65.9MPa；高壓

22、鍋爐：P=6.013.9 MPa；超高壓鍋爐：P14MPa。2 按鍋爐的蒸發(fā)量分類（1） 小型鍋爐：D75噸/小時。3 按鍋爐用途分類電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和生活鍋爐。4 按鍋爐出口介質分類蒸汽鍋爐，熱水鍋爐，汽、水兩用鍋爐。5 按采用的燃料分類燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃氣鍋爐。二 鍋爐的規(guī)格 鍋爐與其它機電設備一樣，都有其一定規(guī)格和型號，以表明設備的性能，工業(yè)蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的系列標準GB1921、GB3166對其各參數均作了相應的規(guī)定。然而，隨著開放搞活，用戶對鍋爐的需求也越來越多樣化、實用化。故近年來，設計制造鍋爐單位也隨著市場需求而生產產銷對路的鍋爐產品，最大限度滿足用戶要求。三鍋爐型號 我

23、國工業(yè)鍋爐產品的型號的編制方法是依據JB1626標準規(guī)定進行的。其型號由三部分組成。各部分之間用短線隔開。表示方法如下：上述型號的第一部分表示鍋爐型式，燃燒方式和額定蒸發(fā)量或額定熱功率。共分三段：第一段用兩個漢語拼音表示鍋爐總體形式見表11和表12；第二段用一個漢語拼音字母代表燃燒方式（廢熱鍋爐無燃燒方式代號）見表13；第三段用阿拉伯數字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量，單位為t/h（噸/小時），或熱水鍋爐的額定熱功率，單位為MW（兆瓦）或廢熱鍋爐的受熱面，單位為m2（平方米）。第二章 鍋爐結構第一節(jié) 常用中小型鍋爐一立式鍋殼鍋爐立式鍋殼鍋爐主要有立式橫水管鍋爐和立式多橫水管鍋爐、立式直水管鍋爐、立式

24、彎水管鍋爐和立式火管鍋爐等，目前應用較多的是后三種。由于立式鍋爐的熱效率低和機械化燃燒問題難以解決，并且爐膛水冷程度大，不宜燃用劣質煤，目前產量逐漸減少，只是局限在低壓小容量及環(huán)?？刂撇粐兰肮╇姴徽５牡厣倭繎?。如我廠的LHG系列產品。二臥式鍋殼鍋爐 臥式鍋殼式鍋爐是工業(yè)鍋爐中數量最多的一種。目前已由原來最大生產4t/h（少量的也有6t/h）發(fā)展到可以生產40t/h鍋殼式鍋爐。1 臥式內燃鍋殼式鍋爐 臥式內燃鍋殼式鍋爐以其高度和尺寸較小，適合組裝化的需求，采用微正壓燃燒時，密封問題容易解決，而爐膛的形狀有利于燃油燃氣，故在燃油（氣）鍋爐應用較多，燃煤鍋爐應用較少。如我廠WNS系列臥式內燃室燃

25、鍋殼式燃油（氣）鍋爐。2臥式外燃鍋殼式鍋爐 這是我國工業(yè)鍋爐中使用的最多、最普遍的一種爐型，按現行的工業(yè)鍋爐型號編制方法，應用代號WW，但目前國內鍋爐行業(yè)均用水管鍋爐的形式代號DZ來表示。如我廠的DZL系列產品。 臥式外燃水火管鍋爐與臥式內燃水火管鍋爐的主要區(qū)別，在于臥式外燃水火管鍋爐將燃燒裝置從鍋殼中移出來，加大了爐排面積和爐膛體積，并在鍋殼兩側加裝了水冷壁管，組成燃燒室，為煤的燃燒創(chuàng)造了良好條件，因此燃料適應性較廣，熱效率較高。三水管鍋爐 水管鍋爐在鍋筒外部設水管受熱面，高溫煙氣在管外流動放熱，水在管內吸熱。由于管內橫斷面比管外小，因此汽水流速大大增加，受熱面上產生的蒸汽立即被沖走，這就提

26、高了鍋水吸熱率。與鍋殼式鍋爐相比水管鍋爐鍋筒直徑小，工作壓力高，鍋水容量小，一旦發(fā)生事故，災害較輕，鍋爐水循環(huán)好，蒸發(fā)效率高，適應負荷變化的性能較好，熱效率較高。因此，壓力較高，蒸發(fā)量較大的鍋爐都為水管鍋爐。常見的水管鍋爐有雙鍋筒橫直式水管、雙鍋筒縱置式水管鍋爐和單鍋筒縱置式水管鍋爐，如我廠SZL系列產品。四. 熱水鍋爐 熱水鍋爐是指水在鍋爐本體內不發(fā)生相變，即不發(fā)生蒸汽，回水被送入鍋爐后通過受熱面吸收了煙氣的熱量，未達到飽和溫度便被輸入熱網中的一種熱力設備。（一）熱水鍋爐的特點1鍋爐的工作壓力 熱水鍋爐的工作壓力取決于熱系統(tǒng)的流動阻力和定壓值。熱水鍋爐銘牌上給出的工作壓力只是表明鍋爐強度允許

27、承受的壓力,而在實際運行中，鍋爐壓力往往低于這個值。因此熱水鍋爐的安全裕度比較大。2 煙氣與鍋水溫差大，水垢少，因此傳熱效果好，效率較高。3 使用熱水鍋爐采暖的節(jié)能效果比較明顯。熱水鍋爐采暖不存在蒸汽采暖的蒸汽損失，并且排污損失也大為減少，系統(tǒng)及疏水器的滲漏也大為減少，散熱損失也同樣隨之減少。因此熱水采暖系統(tǒng)比蒸汽采暖系統(tǒng)可節(jié)省燃料20%左右。4 鍋爐內任何部分都不允許產生汽化，否則會破壞水循環(huán)。5 如水未經除氧，氧腐蝕問題突出；尾部受熱面容易產生低溫酸性腐蝕。6 運行時會從鍋水中析出溶解氣體，結構上考慮氣體排除問題。熱水鍋爐的結構形式1 管式熱水鍋爐 這種鍋爐有管架式和蛇管式兩種，前者較為常

28、見。管式熱水鍋爐是借助循環(huán)泵的壓頭使鍋水強迫流動，并將鍋水直接加熱。這種鍋爐大都由直徑較小的筒體（集箱）與管子組成，結構緊湊，體積小，節(jié)省鋼材，加工簡便，造價較低。但是這種鍋爐水容量小，在運行中如遇突然停電，鍋水容易汽化，并可能產生水擊現象。2 鍋筒式熱水鍋爐 這類熱水鍋爐，早期大都是由蒸汽鍋爐改裝而成的，其鍋水在鍋爐內屬自然循環(huán)。為保證鍋爐水循環(huán)安全可靠，要求鍋爐要有一定高度，因此這類鍋爐體積較大，鋼耗和造價相對提高。但是由于這類鍋爐出水容量大且能維持自然循環(huán)，當系統(tǒng)循環(huán)泵突然停止運行時，可以有效地防止鍋水汽化。也正是這個原因，近年來自然循環(huán)熱水鍋爐在我國發(fā)展較快。第二節(jié) 基本結構及結構特點

29、鍋爐的結構，是根據所給定的蒸發(fā)量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進出口水溫，以及燃料特性和燃燒方式等參數，并遵循蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程、熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程及鍋爐受壓元件強度計算標準等有關規(guī)定確定的。一臺合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應滿足“安全運行，高效低耗，消煙除塵，保產保暖”的基本要求。一 法規(guī)中對鍋爐的基本要求（1） 各受壓元件在運行時應能按設計預定方向自由膨脹；（2） 保證各循環(huán)回路的水循環(huán)正常，所有的受熱面都應得到可靠的冷卻；（3） 各受壓部件應有足夠的強度；（4） 受壓元、部件結構的形式，開孔和焊縫的布置應盡量避免減少復合應力和應力集中；（5） 水冷壁爐墻的結構應有足夠

30、的承載能力；（6） 爐墻應有良好的密封性；（7） 開設必要的人孔、手孔、檢查孔、看火門、除灰門等，便于安裝、運行操作、檢修和清洗內外部；（8） 應有符合要求的安全附件及顯示儀表等裝置，保證設備正常運行；（9） 鍋爐的排污結構應變于排污；（10） 臥式內燃鍋爐爐膽與回燃室（濕背式）、爐膽與后管板（干背式）、爐膽與前管板（回燃式）的連接處應采用對接接頭。二、燃油（氣）鍋爐結構特點：燃油（氣）鍋爐與燃煤鍋爐比較，由于使用燃料不同而在結構上具有以下特點：（1） 燃料通過燃燒器噴入鍋爐爐膛，采用火室燃燒而無需爐排設施；（2） 由于油、氣燃燒后均不產生灰渣，故燃油（氣）鍋爐無排渣出口和除渣設備；（3） 噴

31、入爐內的物化油氣或燃氣，如果熄火或與空氣在一定范圍內混合，容易形成爆炸性氣體，因此燃油（氣）鍋爐均需采用自動化燃燒系統(tǒng)，包括火焰監(jiān)測、熄火保護、防爆等安全設施；（4） 由于油、氣發(fā)熱量遠遠大于煤的發(fā)熱量，故其爐膛熱強度較燃煤爐高的多，所以與同容量的燃煤鍋爐比較，鍋爐體積小，結構緊湊、占地面積小；（5） 燃油（氣）鍋爐的燃燒過程是在爐膛中懸浮進行，故其爐膛內設置前后拱，爐膛結構非常簡單。三 燃油鍋爐與燃氣鍋爐的區(qū)別（1） 燃油鍋爐與燃氣鍋爐，就本體結構而言沒有多大的區(qū)別，只是由于燃料熱值不同，將受熱面作了相應的調整。即燃油鍋爐輻射受熱面積較大，而燃氣鍋爐則是將對流受熱面設計的大些。（2） 燃油鍋

32、爐所配燃燒器必須有油物化器，而燃氣鍋爐所配燃燒器則無需物化器。（3） 燃油鍋爐，必須配置一套較復雜的供油系統(tǒng)（特別是燃燒重油、渣油時），如油箱、油泵、過濾器加熱管道等，必須占據一定的空間，而燃氣鍋爐，則無需配置儲氣裝置。只需將用氣管道接入供氣網即可，當然，在管道上還需設置調壓裝置及電磁閥、緩沖閥等附件，以確保鍋爐安全運行。第三節(jié)燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的基本原則一 燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的基本原則（1） 被改造的燃煤鍋爐必須具備以下條件： 原鍋爐的受壓元件必須基本完好，有繼續(xù)使用的價值； 原鍋爐的水氣系統(tǒng)和送、引風系統(tǒng)必須基本完好。（2） 改造后的鍋爐應達到如下目的： 保持原鍋爐的額定參

33、數（如汽壓、汽溫、給回水溫度等）不變； 保持或提高原鍋爐的出力和效率。（3） 通過改造達到消煙除塵，滿足環(huán)保要求。（4）鍋爐改造方案必須簡單，易行，投資少，見效快，工期短。因此鍋爐改造的涉及面越小越好，可采取只改爐膛和燃燒裝置，改造部分不超出鍋爐本體基本結構范圍。二 燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的注意事項（1） 機械化層狀燃煤鍋爐，要改成燃油（氣）鍋爐，首先應取掉前后拱，同時考慮增加底部受熱面，以取代爐排，防止爐排過熱燒壞。（2） 小型鍋爐，由燃煤改成燃油（氣）爐，即由原來的負壓燃燒變?yōu)楝F在的微正壓燃燒，必須注意爐墻結構及密封問題。（3） 燃燒器的選型和布置與爐膛形式關系密切，應使爐內火焰充滿度

34、比較好，不形成氣流死角；避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾；低負荷時保持火焰在爐膛中心位置，避免火焰中心偏離爐膛對稱中心 ；未燃盡的燃氣空氣混合物不應接觸受熱面，以避免形成氣體不完全燃燒；高溫火焰要避免高速沖刷受熱面，以免受熱面熱強度過高使管壁過熱等。燃燒器布置還要考慮燃氣管道和風道布置合理，操作、檢查和維修方便。（4） 燃油氣鍋爐的對流受熱面的煙速不會受飛灰磨損條件的限制，可適當提高煙氣流速，使對流受熱面的傳熱系數增大，在不增加鍋爐受熱面的情況下，可以提高鍋爐的壓力，此時應注意鍋內汽水分離裝置的能力，以保證蒸汽品質，對有過熱氣的鍋爐尤為重要。（5） 防止高溫腐蝕，由燃煤改為燃油，由于燃料油中含有鈉

35、、釩等金屬元素有機類，經燃燒后生成氧化物共熔晶體的熔點很低，一般約為600左右，甚至更低。這些氧化物在爐膛高溫下升華后，在凝結在相對溫度較低的受熱面上，形成有腐蝕性的高溫積灰，且溫度越高腐蝕越快。為此，改造時，應在易受高溫腐蝕的受熱面表面涂覆陶瓷、炭化硅等特種涂料，也可選用耐高溫腐蝕性能好的材料，以提高其耐高溫腐蝕性能。（6）防止爐膛爆炸，燃煤爐改為燃油（氣）爐時，當燃油霧化不良或燃燒不完全的油滴（燃氣）在爐膛或尾中受熱面聚集時，就會發(fā)生著火或爆炸，因此，在鍋爐的適當部位應裝置防爆門，同時自動化控制上應增設點火程序控制和熄火保護裝置，以保證鍋爐安全運行。第三章 鍋爐燃料工業(yè)鍋爐用燃料分為三類：

36、固體燃料煙煤，無煙煤，褐煤，泥煤，油頁巖，木屑，甘蔗渣，稻糠等；液體燃料重油，渣油，柴油，等；氣體燃料天然氣，人工燃氣，液化石油氣等。第一節(jié) 煤一 煤的成分： 自然界里煤是多種物質組成的混合物，它的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分等。1 碳：用符號C表示，是煤的主要成份，煤的含碳量愈多，發(fā)熱量越高。不過含碳量較高的煤較難著火，這是因為碳在比較高的溫度下才能燃燒。一般碳約占燃料成份的5090%。2 氫：用符號H表示，是煤中最活波的成份，煤中含量越多，燃料越容易著火，煤中氫量約為2%5%。3 硫：用符號S表示，是煤中的一種有害元素。硫燃燒生成二氧化硫（SO2）或三氧化硫（SO3）氣體，污染

37、大氣，對人體有害，這些氣體又與煙氣中水蒸汽凝結在受熱面上的水珠結合，生成亞硫酸（H2SO3）或硫酸（H2SO4）腐蝕金屬。不僅如此，含硫煙氣排入大氣還會造成環(huán)境污染。含硫多的煤易自燃。我國煤的含量為0.55%。4 氧：用符號O表示，是不可燃成份，煤中含氧為1%10%。5 氮：用符號N表示，是不可燃成份，但在高溫下可與氧反應生成氮氧化物（NOx）,它是有害物質。在陽光紫外線照射下，可與碳氫化合物作用而形成光學氧化劑，引起大氣污染。6 灰分：用符號A表示，是煤中不能燃燒的固體灰渣，由多種化合物構成。熔化溫度低的灰，易軟化結焦，影響正常燃燒，所以，灰份多，煤質差。煤中灰份約占535%。7 水分：用符

38、號W表示，煤中水份過多會直接降低煤燃燒所發(fā)生的熱量，使燃燒溫度降低。二 煤的發(fā)熱量1Kg煤完全燃燒時所放出的熱量，稱為煤的發(fā)熱量。1 高位發(fā)熱量（Qgw）指煤的最大可能發(fā)熱量。2 低位發(fā)熱量（Qdw）指煤在正常燃燒條件下的實際發(fā)熱量。 我國目前的鍋爐燃燒設備都是按實際應用煤的低位發(fā)熱量來進行計算的。煤的品種不同，其發(fā)熱量往往差別很大。在鍋爐出力不變的情況下，燃用發(fā)熱量高的煤時，耗煤量就小，燃用發(fā)熱量低的煤時，其耗煤量必然增加。因此，籠統(tǒng)地講燃料消耗量的大小而不考慮煤種，則不能正確反映鍋爐設備運行的經濟性。為了能正確地考核鍋爐設備運行的經濟性，通常將Qdw=7000Kcal/Kg(約合29300

39、KJ/Kg)的煤定義為標準煤，這樣便于計算和考核。三 煤的燃燒（一） 煤完全燃燒的條件1 適量的空氣2 一定的燃燒溫度3 燃料與空氣的混合均勻性4 充分的燃燒時間（二） 煤的燃燒過程1 預熱干燥2 揮發(fā)分析出并開始著火燃燒3 固定碳著火燃燒4 固定碳的燃燒和灰渣的形成。第二節(jié) 燃油和氣體燃料一 燃油（一） 燃料油的物理特性1 重度（比重） 單位體積內物質的重量稱為“重度”（）。油的重度在0.780.98噸/米3之間，所以油比水輕，通常能浮在水面上。通常將20時比重作為油品的標準比重，用符號“d420”表示。2 發(fā)熱量（Q） 油的重度愈小，則發(fā)熱量愈高。由于油中的碳、氫含量比煤高，因此其發(fā)熱量約

40、為3980044000千焦/公斤。3 比熱（C） 將1公斤物質加熱，溫度每升高1所需的熱量稱之為該物質的比熱。單位是KJ/Kg。4 凝固點油的凝固點表示油在低溫下的流動特性。5 粘度 油的流動速度，不僅決定于使油流動的外力，而且也取決于油層間在受外力作相對運動的內部阻力，這個內部阻力就稱為粘度。油的粘度隨溫度升高而降低，隨溫度下降而增大。對于壓力物化噴嘴的爐前燃油粘度以24度為最好，對轉杯式噴嘴以36度為好。6 沸點 液體發(fā)生沸騰時溫度稱為沸點。油品沒有一個恒定的沸點，而只有一個沸點范圍。7 閃點 燃油表面上的蒸汽和周圍空氣的混合物與火接觸，初次出現黃色火焰的閃光的溫度稱為閃點或閃光點。 閃點

41、表示油品的著火和爆炸的危險性，關系到油品儲存、輸送和使用的安全。閃點45的油品稱為易燃品。在燃油運行管理中，除根據油種閃點確定允許的最高加熱溫度外，更須注意油種的變化及閃點的變化。8 燃點（著火點） 在常壓下，油品著火連續(xù)燃燒（時間不少于5秒）時的最低溫度稱為燃點或著火點。無外界明火，油品自行著火燃燒時最低溫度稱為自然點。9 爆炸濃度界限 油蒸汽與空氣混合物的濃度在某個范圍內，遇明火或溫度升高就會發(fā)生爆炸，這個濃度范圍就稱為該油品的爆炸濃度界限。10油品很容易在磨察時升成靜電，在靜電作用下，油層被擊穿，會導致放電，而產生火花，此火花可將油蒸汽引燃。因此，靜電是使用油品發(fā)生燃燒和爆炸的原因之一。

42、（二） 常用燃油特點1 重油（1） 油的比重和粘度較大，脫水困難，流動性差。（2） 油的沸點和閃點較高，不易揮發(fā)。（3） 其特性與原油產地，配制原料的調和比有關。2 渣油（1） 硫份含量較高。（2） 比重較大。（3） 粘度和凝固點都比較高。（4） 作為鍋爐燃油時必須注意防止低溫腐蝕。3 柴油，分為輕柴油和重柴油，工業(yè)鍋爐上常用輕柴油作為燃料。輕柴油的特點：（1） 粘度小，流動性好，在運輸和物化過程中，一般不需要加熱。（2） 含硫量較小，對環(huán)境污染也小。（3） 易揮發(fā)，火災危險性大，運輸和使用中應特別注意。二 氣體燃料（一） 氣體燃料的化學組成 氣體燃料的化學成份由可燃部分和不可燃部分組成。1

43、可燃部分有氫，一氧化碳，甲烷，乙烯，乙烷，丙烯，丙烷，苯，硫化氫等。2 不可燃成分有氮，氧，二氧化碳，氧化硫和水蒸氣。（二） 分類1 天然氣，目前西安，北京等城市使用的氣體燃料就是天然氣。發(fā)熱量為36533KJ/m3，爆炸極限的上限為15.0%，.下限為5.0%。2 人工燃氣，是指以煤或石油產品為原料，經過各種加工方法而產生的燃氣。3 油制氣，是指以石油產品為原料，經過各種加工方法而產生的燃氣。4 液化石油氣，是指在開采和煉制石油過程中，作為副產品而獲得的一種碳氫化合物。（三） 特點：1 具有基本無公害燃燒的綜合特性。2 容易進行燃燒調節(jié)。3 作業(yè)性好，即燃氣系統(tǒng)簡單，操作管理方便，容易實現自

44、動化。4 容易調整發(fā)熱量，比如城市煤氣可以通過煤制氣和油制氣的混合比例來調整和維持發(fā)熱量。5 易燃易爆且有毒 氣體燃料與空氣在一定比例下混合會形成爆炸性氣體。另外氣體燃料大多數成分對人體和動物是窒息性的或有毒的。第四章 鍋爐用水處理第一節(jié) 鍋爐水處理的重要性 鍋爐水質不良會使受熱面結垢，大大降低鍋爐傳熱效率，堵塞管子，受熱面金屬過熱損壞，如鼓包、爆管等。另外還會產生金屬腐蝕，減少鍋爐壽命。因此，做好鍋爐水處理工作對鍋爐安全運行有著及其重要的意義。結垢 水在鍋內受熱沸騰蒸發(fā)后，為水中的雜質提供了化學反應和不斷濃縮的條件。當這些雜質在鍋水中達到飽和時，就有固體物質產生。產生的固體物質，如果懸浮在鍋

45、水中就稱為水渣；如果附著在受熱面上，則稱為水垢。 鍋爐又是一種熱交換設備，水垢的生成會極大的影響鍋爐傳熱。水垢的導熱能力是鋼鐵的十幾分之一到幾百分之一。因此鍋爐結垢會產生如下幾種危害。1 浪費燃料 鍋爐結垢后，使受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放的熱量不能及時傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過高，排煙若損失增加，鍋爐熱效率降低。為保持鍋爐額定參數，就必須多投加燃料，因此浪費燃料。大約1毫米的水垢多浪費一成燃料。2 受熱面損壞 結了水垢的鍋爐，由于傳熱性能變差，燃料燃燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋水，致使爐膛和煙氣的溫度升高。因此，受熱面兩側的溫差增大，金屬璧溫升高，強度降低，在鍋內

46、壓力作用下，發(fā)生鼓包，甚至爆破。3 降低鍋爐出力 鍋爐結垢后，由于傳熱性能變差，要達到額定蒸發(fā)量，就需要消耗更多的燃料，但隨著結垢厚度增加，爐膛容積是一定的，燃料消耗受到限制。因此，鍋爐出力就會降低。腐蝕1 金屬破壞 水中含有氧氣、酸性和堿性物質都會對鍋爐金屬面產生腐蝕，使其壁厚減薄、凹陷，甚至穿孔，降低了鍋爐強度，嚴重影響鍋爐安全運行。尤其是熱水鍋爐，循環(huán)水量大，腐蝕更為嚴重。2 產生垢下腐蝕 含有高價鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕。而鐵的腐蝕產物又容易重新結成水垢。這是一種惡性循環(huán)，它會迅速導致鍋爐部件損壞。尤其是燃油鍋爐金屬腐蝕產物的危害更大。汽水共騰 產生汽水共騰的原因除了運行

47、操作不當外，當爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時，或鍋水中的有機物和堿作用發(fā)生皂化時，在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中，液面就產生泡沫，形成汽水共騰。第二節(jié) 水質及水質標準一 水質指標及其含義：1 成分指標：（1） 溶解氧水中氧氣的含量。（2） 含油量水中油脂的含量。（3） 鈣含量（Ca2+）。（4） 鎂含量（Mg2+）。（5） 鐵含量（Fe2+，Fe3+）。（6） 碳酸鈣含量（CO32-）。（7） 重碳酸根含量（HCO32-）。（8） 氯離子含量（Cl-）。（9） 氫離子濃度（H+），即PH值，表示水的酸堿性。PH10堿性水2 技術指標：（1） 懸浮物：表示水中顆粒較大的懸狀物（泥沙，工業(yè)廢

48、物等）（2） 硬度（H）：表示水中某些高價金屬離子（如Ca2+，Mg2+，Mn2+，Fe3+等）的含量。單位是毫摩爾（mmol/L）。（3） 堿度（A）：表示水中能與鹽酸發(fā)生中和作用的所用堿性物質的含量。單位為豪摩爾/升（mmol/L）。（4） 含鹽量（S）表示水中溶解性鹽類的總量。單位是毫克/升（mg/L）。（5） 相對堿度：表示鍋水中游離氫氧化鈉含量與鍋水中溶解固形物含量的比值。二 水質標準 為了保證鍋爐安全經濟運行，對鍋爐給水和鍋水的水質必須進行嚴格的控制。國家以國標的形式對鍋爐水質進行了嚴格的規(guī)定，鍋爐使用單位必須遵守。下面的GB157696低壓鍋爐水質標準主要內容介紹于下：熱水鍋爐的

49、水質應符合表1的規(guī)定。蒸汽鍋爐采用鍋外化學處理時，水質應符合表2的規(guī)定。第五章 工業(yè)鍋爐的輔助設備及附件、儀表第一節(jié) 輔助設備一給水設備： 給水設備有以下幾種：1.注水器：適用于蒸發(fā)量小，壓力較低的鍋爐。 2.蒸汽往復泵：在缺乏動力或作為給水備用設備的條件常被采用。3.離心泵：正常條件下鍋爐給水最常用的設備。二通風設備：通風設備通常指鼓風機和引風機煙囪。 鼓風機是將空氣送入爐膛，使燃料燃燒的一種設備。 引風機是將爐膛內的煙氣向外排的一種設備。 煙囪，一是產生“抽力”，使煙氣順煙鹵升到高處；二是將煙氣排到室外高空，避免鍋爐區(qū)域污染。三運煤設備 由于鍋爐房容量和耗煤量的大小不同，有機械上煤和人工上

50、煤兩種。許多容量不大的鍋爐房常把這兩種方法結合起來，即一部分用機械，一部分用人工，通常這種方法叫半上煤。1. 人工上煤： 設備簡單，靈活，不致因設備故障影響上煤，運用于用煤量不大的鍋爐房。缺點是勞動強度大，衛(wèi)生條件差。2. 單斗提升機： 單斗提升機由卷揚機(包括電機、減速器、滑輪、鋼絲繩)，料斗，導軌等部分組成。用于推車把煤從煤場運來倒入料斗后，啟動卷揚機，使鋼絲繩把料斗提起，并沿導軌送入爐前煤斗處，由料斗自動翻入煤斗，供鍋爐燃用。3. 電動葫蘆。4. 帶式輸送機。5. 埋刮板輸送機等。四出灰設備 鍋爐出灰按其方式分類有人工、機械、水力和火力等四種出灰方式。 1人工出灰 人工出灰由運行人員將灰

51、渣從灰坑中耙出，用水澆濕，裝上小車再運出鍋爐房外。 2刮板出渣機 鍋爐的灰渣由灰斗經插入灰槽水中的落灰管落入灰槽內，起動傳動裝置， 帶動鏈條在灰槽內緩慢地移動，鏈條帶著刮板向前移動經斜坡而送至出渣口，濕灰渣經斜坡而得到脫水。 刮板出渣機出灰能力強，改善環(huán)境衛(wèi)生，節(jié)省人力，但設備磨損嚴重，維修工作量大。 3.螺旋出渣機 螺旋出渣機是一種比較簡單的出渣設備，它主要由驅動裝置，螺旋機本體，進渣口和出渣口等幾部分組成。一般運用于10t/h以上的工業(yè)鍋爐。五除塵設備 由于中小型鍋爐中各種燃燒結構的出口煙塵濃度均遠高于我國標準規(guī)定的最大允許煙塵濃度值，因此除了正確選擇燃燒結構和提高操作水平，對燃煤鍋爐還必

52、須在鍋爐后部設置除塵設備，將煙氣中的塵粒捕集后再排入大氣。1.重力沉降式除塵器 其原理是：當煙氣進入較大空間流速降低時，較大顆粒的煙塵借助于自身重力，從煙氣中靠重力自然沉降分離出來。2.旋風除塵器 旋風除塵器又叫離心除塵器，其原理是含塵煙氣在旋風除塵氣內強烈地沿筒壁旋轉，并逐漸沿筒壁以螺旋線運動下降。由于強烈的旋轉所產生的離心力， 把煙塵拋向筒體內壁面，在壁面上的煙塵靠重力逐漸下降至除塵器的底部，并經集灰斗排出。凈化后的煙氣從除塵器中間的芯管排出。 1.離心水磨除塵器 其原理是：煙氣從圓筒型的殼體下部以高速切線方向進入，沿著筒壁旋轉而上，而噴嘴沿著筒殼上部圓周切線方成均勻噴水，在筒殼內壁形成水

53、膜時，由于離心力作用，煙塵被拋向筒壁，并被水膜粘住后和水膜一起流入錐形灰斗，由排灰口排出，凈化的煙氣則從殼體上部排出。 第二節(jié) 附件 、儀表 鍋爐的附件及儀表是鍋爐安全經濟運行不可缺少的一個組成部分。如果鍋爐的 附件不全，作用不可靠，全部或部分失靈，都會直接影響鍋爐的正常運行。所以，必須保證鍋爐的附件及儀表準確，靈敏，可靠。一 安全閥 安全閥是鍋爐三大安全附件（安全閥，壓力表，水位表）之一，其作用是保證鍋爐排水時，由人工抬起，以排除或吸入空氣。蒸氣鍋爐采用全啟式安全閥，熱水鍋爐既可采用權啟式又可采用微啟式安全閥。在一定工作壓力下安全運行。如果鍋爐超過允許規(guī)定時，安全閥一方面產生較大音響，引起操作人員警覺，及時采取措施，另一方面起排氣，減壓作用，使鍋爐壓力迅速降低，保證鍋爐安全。同時，鍋爐在沒有空氣閥的情況下，安全閥可在冷爐進水時生火及無壓排水時，由人工抬起，以排除或吸入空氣。蒸汽鍋爐采用全啟式安全閥，熱水鍋爐既可采用全啟式又可采用微啟式安全閥。 安全閥的安全操作與日常維護保養(yǎng)： 1.鍋爐安裝或移裝后，投入運行前，應對安全閥進行調查。 2.對于員全閥的泄漏，首先要分析其泄露原因，然后在采取措施。 3.